Karakteristika ng sensitibo ng mga optical fiber cables sa mga akustic vibrations

Sa kasalukuyan, mas madalas na ginagamit ang mga fibers ng optikal para sa transmission ng data at hindi data. Maraming grupo ng pananaliksik ay tumutukoy sa proteksyon ng mga infrastructures na nakabase sa fiber laban sa paggawa ng data na maaaring gawin sa pamamagitan ng ilang mga diskarte. Ang ilang mga transmissions ng data ay hindi naka-encrypt at kahit na sila ay, may mataas na panganib na sa hinaharap, Ang mga data na ito ay maaaring decrypt sa pamamagitan ng quantum computer. Samakatuwid, ang mga mainit na paksa ngayon ay quantum encryption at post-quantum encryption. Ang isang relatibong hindi nai-splored area ay ang pansin ng fiber optic para sa mga vibrations sa akustika, kaya, na pandinig na spectrum.

Www.Adsscable.cn

Mga mekanikal na vibrations at tungkulin ng akustika na kumikilos sa optical fiber sanhi ng pagbabago sa strain at ang refractive index ng core ng fiber. .. Ang mga pagbabago na ito ay maaaring makikita sa pamamagitan ng ilang pamamaraan at magbago sa isang elektrikal na signal na sinusundan ng acoustic reproduction. Impormasyon tulad ng audio bahagi ng video tawag, ang pag-uusap sa pagitan ng mga tao sa isang kuwarto o tawag sa telepono ay maaaring intercepted kahit bago ito ay naging digital form at encrypted. Kaya, ang mga optical fiber infrastructures, karamihan sa loob ng mga gusali, ay maaaring gamitin bilang sensitibong mikropono, nagpapakita ng isang malaking panganib sa seguridad. Ang mga ugat ng fiber optic acoustic sensing ay nagsimula pa noong 1970s, noong natanto ang unang mga eksperimento sa pakikinig ng tunog. Kamakailan lamang ay isang napaka-aralan na lugar dahil sa seguridad ng mga sistema at network ng impormasyon na nakabase sa fiber optic. Maaaring bahagi ang mga diskarte sa pag-sensya ng akustiko sa batayan ng mga pamamaraan na ginagamit.

Maaaring makita ang mga pagbabago ng fiber strain sa backscattering Rayleigh. Ang distributed acoustic sensing technique (DAS) ay gumagamit ng epekto na ito, kung saan ang isang coherent laser pulse ay ipinadala kasama ang optical fiber. Ang mga spots sa fiber ay sanhi ng fiber na kumilos bilang isang ipinamamahagi na interferometer. Ang intensity ng sumasalamin na liwanag ay sinusukat bilang isang function ng oras pagkatapos ng pagpapadala ng laser pulse. Ang DAS ay nakakakita ng mga signature sa antas ng pico-strain sa fiber na induction ng vibroacoustic disturbances na sanhi ng isang kaganapan malapit sa op cable. Ang mga perturbations na ito ay nagbabago ng pagkalat sa fiber core sa isang molekular scale, na nagmumula mula sa mga heterogeneities ng sub-wavelength na nabuo kapag ang fiber ay iginuhit. Ang karagdagang pananaliksik ay nakatuon sa Phase-sensitive Optical Time-Domain ReflectometryΦ-OTDR) teknolohiya.

Mga pagbabago sa refractive index ng fiber core na sanhi ng panlabas na mga mekanikal na vibration at tunog na tungkulin sa Doppler ng mga light waves na naglalakbay sa pamamagitan ng isang optical fiber. Ang phenomenon na ito ay maaaring ipaliwanag bilang isang Doppler effect sa isang flexible at malalawak na waveguide. Ang frequency o phase shift ng isang propagating light wave ay nakikita sa mga scheme ng optikal na interfere Mga ito kung saan ang instantaneous interference phase sa oras na domain ay nag-convert sa electric signal. Ang frequency shift ay nakikita sa isang pag-aayos na Fabry-Perot (FPI), Mach-Zehnder (MZI) o Michelson (MI) interferometers na nabuo ng optical fibers na may kinakailangang mga elemento ng optical na kasama sa optical setup.

Madalas ginagamit ang FPI para sa pag-aayos ng mga point-optical microphones. Ang iba't ibang mga disenyo ng microphone na nakabase sa FPI ay magagamit at ang mga dependence ng haba ng cavity at ang mga materyales na ginagamit ay maaaring ihambing. Ang mga ganitong mikropono ay maaari ding gamitin para sa multipoint sensing, halimbawa, gamit ang 1:4 splitter.

Posible ang isang espesyal na paggamit ng FPI kung saan ang multimode-singlemode-multimode (MSM) Ginagamit ang struktura at direktang pagsusura upang makita ang mga akustikong vibrations. Fiber Bragg grating (FBG) Ang mga microstructures na naisasama sa sensing optical fiber ay maaaring gamitin bilang mga mirrors para sa FPI kung saan ang isang optical cavity ay nabuo sa pagitan ng dalawa o higit pang FB Gs. Ang pag-aayos ng FPI ay angkop para sa paggamit bilang microphones at hydrophones din. Maraming gawain na nakabase sa pag-aayos ng FPI ay dedikado sa pansin ng boses na may ethylene propylene diene terpolymer film at ang ethylene propylene ibabaw ng aluminium at batay sa cellulose triacetate diaphragm. Mayroon ding mga kakaibang variants ng mga scheme ng detection sa pag-aayos sa FPI. Kasama nito ang isang eksperimento gamit ang isang laser feedback interferometer, kung saan ang mga pagbabago ng refractive index ng sensing fiber ay humantong sa mga pagbabago ng optical frequency ng detecting laser. Isang mahalagang disadvantage ng mga diskarte na nakabase sa FPI para sa sensing acoustic ay ang limitadong posibilidad ng pagsukat sa isa lamang o napakababa. bilang ng mga puntos sa optical fiber. Ang iba pang disadvantage ay ang pangangailangan ng isang espesyal na binago na fiber, halimbawa sa mga microstructures ng FBG.Www.Adsscable.cn

Www.Adsscable.cn

Halimbawa, ito ay posible na gumamit ng microfiber MZI na muli ay nangangailangan ng isang espesyal na fiber, o upang gumamit ng mga konvensyonal na fibers para sa pagsunod ng acoustic na mga turbines ng gas. Posible din na gamitin ang bukas na cavity at ang mga collimators sa sensing braso ng MZI para sa tunog na sensing.

Ang mga pag-aayos ng MI ay madalas ginagamit bilang hydrophones na nakakagusto ng ultrasound ngunit din bilang mga sensor para sa mga audible frequency. Iniulat din ang mga pagpapatupad sa sensing seismic vibration pati na rin ang posibleng paggamit sa pagsunod sa mga struktura ng dagat. Ito ay nagkakahalaga din ng pansinin na isinasagawa ang pananaliksik na tumutukoy sa pagpapabuti ng katatagan ng ingay ng MI. Ang topology ng bituin ng fiber optic infrastructure sa loob ng mga gusali ay nagbibigay ng pagkakataon upang bumuo ng pag-aayos ng MI. Ang isang iisang optical fiber ay karaniwang tumatakbo mula sa silid na may gitnang optical switch sa kuwarto na may isang piraso ng kagamitan sa terminal. Kaya ang fiber ay maaaring makadama ng mga signal ng akustiko kasama ang buong ruta nito at maaaring konektado bilang isang braso ng pagsukat ng isang pag-aayos ng MI.

Sa papel na ito, itinakda namin ang isang eksperimentong MI na nagpapahintulot sa pagtuklas ng mga signal ng akustiko sa pamamagitan ng isang optical fiber na ginabayan ng iba't ibang uri ng koridors. Nakatuon kami sa pagsukat ng sensitibo ng pag-aayos na ito upang mailarawan ang mga signal ng akustiko sa isang ganap na anechoic laboratory. Sinusuri ng mga eksperimento ang epekto ng ilang mga kadahilanan tulad ng posisyon ng optikal na fiber at uri ng mga fibers ng optikal sa kalidad ng detka ang signal tungkol sa antas ng integibility ng pagsasalita. Ang mga katangian ng mga nakuha na signal ay sinusuri, ang mga frequency na tugon ng mga indibidwal na sukat ay inihambing, at sinisiyasat ang mga signal-to-noise ratios. Sa aming trabaho, isinasaalang-alang din namin ang Speech Transmission Index (STI), na ang nangingibabaw na paraan upang mabuti ang inaasahang intelly Ang pagbibigay ng mga signal ng pagsasalita pagkatapos ng pagpasa sa pamamagitan ng isang sistema.